CN1325763A - 水性涂料循环系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了水性涂料循环系统,其中,当在供同一水性涂料使用的循环系统中使用两种或多种涂料颜色不同的水性涂料时,所需设备或装置的数量可以减少。在该循环系统中,喷逸涂料按照以所述水性涂料所含颜料的搭配一致性为基础的分类来分组收集。

Description

水性涂料循环系统
本发明涉及一种水性涂料循环系统，该系统可以使用涂料颜色不同的多种水性涂料，而且该系统具有在收集涂布过程中的多余涂料与再利用所收集的涂料之间进行操作所需的装置或设备。
水性涂料已被广泛地用来涂覆工业产品。从不浪费涂料的资源再利用观点看，水性涂料是特别值得注意的，因为喷逸涂料即在涂布期间未与待涂物品粘着的水性涂料被用水收集，经过滤和浓缩，随后将其再用作涂料。水性涂料还因为以下原因而倾向于被更广泛地应用：涂料的滤液是水，而且与使用有机溶剂的涂料相比，这种涂料容易施工而不存在任何诸如空气污染之类的问题。
目前使用的水性涂料循环系统展示在图2中。图2中，待涂物品301用水幕型涂布橱300中的涂布枪302喷出的水性涂料涂布。喷逸涂料304被水幕303收集，并作为稀释的涂料被送入浓缩罐305中。用过滤装置、通常是超滤装置307过滤浓缩罐305中的涂料，将其分离成浓缩涂料和滤液。然后使浓缩涂料返回浓缩罐305中，而滤液309被送入滤液浴308中。当使用储存在浓缩罐305中的浓缩涂料306时，将其转移到浓缩涂料罐310中，在其中储存并再制备，随后从浓缩涂料罐310转移到涂布枪302以进行涂布。滤液309储存在滤液浴308中，如需要，可用作水幕303或清洗用溶液。
以上的水性涂料循环系统是为涂布单色水性涂料而设计的，并没有考虑到将涂料颜色变为另一种或在同一循环系统中使用涂料颜色不同的水性涂料。在使用两种或多种不同色涂料的情况下，则认为需要其数量等于涂料颜色数量的图2所示循环系统，但这是不现实的，因为设备的占地增加了。
为了在同一循环系统中更换具有不同涂料颜色的水性涂料，不得不将涂布过的水性涂料从循环系统中全部除去并充分清洗，此后，具有不同涂料颜色的另一种水性涂料才能应用于其中。然而，清洗产生了大量废弃溶液。
还要求用循环系统收集先涂布的水性涂料并浓缩成浓缩涂料以暂时储存。如果用于循环系统的水性涂料的涂料颜色数量增加，就需要与涂料颜色数量相应的用来储存浓缩涂料的场所，这与水性涂料被更广泛应用的目前形势不相符。
本发明提供了解决上述问题的系统和方法，其中，当采用供单一水性涂料使用的循环系统涂布两种或多种涂料颜色不同的水性涂料时，这些水性涂料被分为几组，并以各组为基础收集、分离和浓缩，从而减少操作所需的设备等的数量。
也就是说，本发明提供了一种水性涂料循环系统，其包括：
在水幕型涂布橱中涂布一种其涂料颜色由两种或多种原色水性涂料调成的水性涂料，将未与待涂物品粘着的喷逸涂料收集到橱循环水浴中，
用超滤装置将喷逸涂料分离并浓缩，从而作为浓缩涂料储存在浓缩浴中，以及在使用浓缩涂料时将其取出并调色以进行再利用，其中，当在该循环系统中涂布两种或多种涂料颜色不同的水性涂料时，按照以水性涂料所含颜料的搭配一致性为基础的分类来分组收集喷逸涂料，分离并浓缩以供储存，从而可以装备数量少于水性涂料的涂料颜色的橱循环水浴、超滤装置、浓缩浴和滤液浴。
在本发明的循环系统中，浓缩涂料可以用计算机配色装置调色以供再利用。
本发明还提供了水性涂料的再利用方法，其包括：
在水幕型涂布橱中涂布一种水性涂料，该水性涂料的涂料颜色是用两种或多种原色水性涂料调成的，将未与待涂物品粘着的喷逸涂料收集到橱循环水浴中，
用超滤装置将喷逸涂料分离并浓缩，从而作为浓缩涂料储存在浓缩浴中，以及在使用浓缩涂料时将其取出并调色以进行再利用，其中，当在该循环系统中涂布两种或多种涂料颜色不同的水性涂料时，按照以水性涂料所含颜料的搭配一致性为基础的分类来分组收集喷逸涂料，分离并浓缩以供储存。
图1是展示本发明水性涂料循环系统的示意图。
图2是展示常规水性涂料循环系统的示意图。
本发明循环系统中使用的水性涂料的涂料颜色通常是通过将原色水性涂料混合以调配成所需的涂料颜色而获得的。有代表性的原色水性涂料包括具有例如白、黑、绿、红、黄和蓝这六种颜色的水性涂料，但本发明不限于此。
一般来说，调色是通过将这些原色水性涂料凭经验或用合适的机械适当地混合而进行的。但是近来，调色已经由最近开发的所谓“计算机配色系统”(通常简称为CCM)自动进行。
当用CCM系统进行涂料调色时，每种原色涂料被预先涂覆在测试片上以形成带涂层的涂覆片，测量其光谱反射因数。将结果输入CCM程序并计算，以获得每种原色的数据(吸收系数和散射系数)。对于具有所需涂料颜色的水性涂料而言，类似地形成一种涂覆片，并测量涂层表面的光谱反射因数。在CCM系统中，每种原色涂料的配方量是以每种原色的计算数据和输入的所需涂料颜色的光谱反射因数为基础，由计算程序和误差校正程序(如混合颜色理论的误差、采集原色数据的误差、改变所用原色的着色力所引起的误差等)计算出来的。然后由安装在CCM系统中的自动计算机分别计算出每种原色涂料的配方量，并将适量的原色涂料混合以获得具有所需涂料颜色的水性涂料。
与以人的目视评价为基础进行调色的常规方法相比，引入CCM系统减少了原色涂料的数量，并可以自动计量配方量，从而降低了经调色的水性涂料之间的色差。
在本发明中，作为前提条件的是用上述的CCM系统将水性涂料调配成所需的涂料颜色，但在某些情况下，水性涂料也可以不用CCM系统调色，而是用一般公知的试验性方法来调色，该方法中，将所需的颜色与通过适当地混合原色水性涂料所得的涂料的涂料颜色进行目视对比。
下面将参照图1说明本发明的细节。图1是一幅示意图，展示了本发明的水性涂料循环系统的特定实施例。
本发明的水性涂料循环系统基本上由5个操作区域构成：(1)喷涂水性涂料，(2)收集、分离和浓缩涂布后的喷逸涂料，(3)储存分离出的滤液和浓缩涂料，(4)制备浓缩涂料，和(5)循环制成的浓缩涂料。
(1)水性涂料的喷涂
将CCM系统10引入到图1所示的本发明循环系统中。循环系统中使用的水性涂料可以由循环系统中的CCM系统10通过自动调色来制备，或者可以脱离该循环系统来制备，使用的是循环系统中的CCM系统10中所用的相同原色涂料。
现在，为了简化对本发明的说明，将对在循环系统中涂布六种颜色的水性涂料进行说明。这仅仅是一种使说明变得简单的范例，而不应认作是将本发明所用的水性涂料的涂料颜色限制为六种颜色。
图1中，用涂布橱1中的涂布枪2将一种选自具有六种不同涂料颜色(a、a’、a”、b、b’和b”)的水性涂料101-106的水性涂料喷涂到待涂物品11上。在六种涂料颜色中，a、a’和a”是由相同的原色涂料搭配而成的，b、b’和b”也是由相同的原色涂料搭配而成的，但不同于“a”组的原色涂料，正如以下所述的。
(2)和(3)涂料的收集、分离、浓缩和储存
在本发明的循环系统中，根据水性涂料所含颜料的搭配一致性而将水性涂料分为几组，并在涂布后对每组进行收集、分离、浓缩和储存。也就是说，将两种或多种涂料颜色不同的水性涂料分类，以使水性涂料中所含颜料的搭配相同的水性涂料属于同一组。在本发明中，水性涂料的分类仅取决于颜料的搭配，而不取决于颜料的密度和配制比例。
对于术语“相同颜料”来说，相同的程度可能是决定性的，但在本发明中，具有相同的染料索引号的颜料被认为是相同颜料。也就是说，所含颜料的搭配相同的水性涂料是指具有下述颜料的搭配的涂料，所述颜料各自具有相同的染料索引号。例如，当使用以下的具有三种不同涂料颜色的水性涂料时：
水性涂料A，具有染料索引号为X和染料索引号为Y的两种颜料的搭配；
水性涂料B，具有染料索引号为X和染料索引号为Y的两种颜料的搭配；
水性涂料C，具有染料索引号为X、染料索引号为Y和染料索引号为Z的三种颜料的搭配；涂料A和B属于同一组，而涂料C属于另一组。
例如，图1展示了使用同一个涂布橱1喷涂具有六种不同涂料颜色(a、a’、a”、b、b’和b”)的水性涂料101-106。例如，水性涂料101-106中，当101-103这三种水性涂料具有涂料颜色a、a’和a”，且涂料颜色a、a’和a”各自是用白、黑和黄色的三种原色涂料调配而成时，这三种水性涂料属于图1中的A组。当104-106这三种水性涂料具有涂料颜色b、b’和b”，且涂料颜色b、b’和b”各自是用白、红、黄和黑色的四种原色涂料调配而成时，这三种水性涂料属于图1中的B组。因此，具有六种涂料颜色的水性涂料可以用在该循环系统中以分离成两种浓缩涂料。
在本发明的循环系统中，只要待用的水性涂料属于同一组，即使它们显示出不同的色调，也可以使用同一套装置或设备进行涂布、收集和储存的连续操作。例如在图1中，属于组A的涂料颜色为a、a’和a”的三种水性涂料101-103被连续地使用，属于组B的涂料颜色为b、b’和b”的三种水性涂料104-106也被连续地使用，即使它们具有不同的涂料颜色。
但是，如图1所示，属于组A和组B的水性涂料是用互不相同的装置或设备，即图1中表示为设备组A或设备组B的装置或设备分别地进行收集、分离和浓缩以供储存的。因此，例如如图1所示，即使使用了具有六种不同涂料颜色的水性涂料，本发明仍显著减少了除涂布橱1之外的装置或设备所需的空间，从六个设备组所需的空间减至两个设备组所需的空间(设备组A和设备组B占用的场地)。
首先将说明在图1的循环系统中使用属于组A的涂料颜色为a、a’和a”的水性涂料101-103的情况。
在以上的操作段(2)中，当在涂布橱1中喷涂从水性涂料101-103中选出的任何一种涂料时，未与待涂物品11粘着的喷逸涂料4被橱循环水制成的水幕3收集。在橱循环水中，可以包含水性涂料中常用的亲水溶剂，以便将喷逸涂料稳定地分散在水中。
含有由橱循环水收集到的喷逸涂料4的溶液在此被称为稀释涂料17。
稀释涂料17被收集，然后储存在设备组A中的橱循环水浴15中，随后送入浓缩浴16。浓缩浴16中的稀释涂料17被用超滤装置18处理数次以进行浓缩，由此在浓缩浴16中得到浓缩涂料20。将浓缩涂料20送入浓缩涂料浴19储存。同时，由超滤装置18滤出的滤液22被收集并送入滤液浴21储存。
(4)至(5)浓缩涂料的制备和再利用
当需要时，将由属于组A的水性涂料获得并被储存的浓缩涂料20从浓缩涂料浴19中取出，并用CCM系统10调色以供再利用。
在浓缩涂料20被用作水性涂料前，将其涂覆到一个测试片上，并测量被涂表面的光谱反射因数。将光谱反射因数的测量结果输入CCM10，如需要，再次计算每种原色涂料的配方量并自动调色，从而容易地制备出具有所需涂料颜色的水性涂料。
在本发明的循环系统中，使用CCM系统10显著降低了调色用原色涂料的数量。当CCM系统中安装了自动计量仪器时，这种自动计量显著降低了经调色的水性涂料之间的色差。
另一方面，当使用属于组B的涂料颜色为b、b’和b”的水性涂料104-106时，按照对属于组A的水性涂料101-103的一般性叙述进行与收集和再利用有关的操作区域(3)至(5)，例外的是使用橱循环水浴25、浓缩浴26、超滤装置28、浓缩涂料浴29和滤液浴31。
本发明中，属于同一组的水性涂料可用于连续地进行涂布、储存和再利用操作而不用清洗涂布橱，即使这些水性涂料具有不同的涂料颜色。然而，当使用两种或多种属于不同组的水性涂料进行涂布而必须更换颜色时，操作中必须具有以下步骤：停止用进行过涂布的水性涂料涂布，用得自该水性涂料所属组的滤液清洗涂布橱，并更换为属于另一组的水性涂料以开始涂布。
图1中，当属于A组的涂料颜色为“a”的水性涂料101被更换为属于B组的涂料颜色为“b”的水性涂料104时，操作中必须具有以下步骤：用得自更换涂料之前使用的水性涂料101的滤液22(被用作水幕3)清洗管线内表面、涂布橱1内壁表面、位于涂布橱1后部的通风口等，更换为水性涂料104以开始涂布。在更换颜色时波用来清洗涂布橱1的滤液22可被收集并储存在橱循环水浴15中。该滤液22可以在涂布水性涂料101时使用。
本发明中，浓缩涂料20或30被暂时储存在浓缩涂料浴19或29中，直到与该浓缩涂料同属一组的水性涂料重新被制备或调色为止。这就减小了为进行再利用而测量的浓缩涂料的光谱反射因数的分布，并能容易地用CCM系统10自动调色。
本发明可有效地用于涂覆车身、钢制器具、诸如配电盘的工业机械及其部件。
由于本发明的水性涂料循环系统不是针对水性涂料的每种涂料颜色进行水性涂料的收集、分离、浓缩和进一步再制备，而针对的是每一组，水性涂料以其所含颜料的搭配一致性为基础被分为所述的组，橱循环水浴、超滤装置、浓缩浴和滤液浴的数量可以以低于水性涂料的涂料颜色数的数量配置，从而显著降低了设备或装置所需的空间。根据本发明，将CCM系统引入到循环系统中还降低了再利用时用于调色的原色水性涂料的量。
利用在使用属于另一组的水性涂料之前所用的水性涂料所得到的滤液清洗涂布橱等，从而提高了同一涂布橱的利用率，并防止了组成互不相同的水性涂料所含的树脂或颜料混合。
经收集和浓缩的涂料被暂时储存，直到与该浓缩涂料同属一组的水性涂料重新被调色或再调色为止，从而没有为进行再利用而测量的浓缩涂料的光谱反射因数发生结果的改变，并且CCM系统自动调色更为容易地进行。

Claims (6)

1、一种水性涂料循环系统，其包括：
在水幕型涂布橱中涂布一种其涂料颜色由两种或多种原色水性涂料调成的水性涂料，将未与待涂物品粘着的喷逸涂料收集到橱循环水浴中，
用超滤装置将喷逸涂料分离并浓缩，从而作为浓缩涂料储存在浓缩浴中，以及
在使用所述浓缩涂料时将其取出并调色以进行再利用，
其中，当在该循环系统中涂布两种或多种涂料颜色不同的水性涂料时，按照以所述水性涂料所含颜料的搭配一致性为基础的分类来分组收集所述喷逸涂料，分离并浓缩以供储存，从而可以装备数量少于水性涂料的涂料颜色的橱循环水浴、超滤装置、浓缩浴和滤液浴。
2、权利要求1的水性涂料循环系统，其中浓缩涂料用计算机配色装置调色以供再利用。
3、水性涂料的再利用方法，其包括：
在水幕型涂布橱中涂布一种其涂料颜色由两种或多种原色水性涂料调成的水性涂料，将未与待涂物品粘着的喷逸涂料收集到橱循环水浴中，
用超滤装置将喷逸涂料分离并浓缩，从而作为浓缩涂料储存在浓缩浴中，以及
在使用所述浓缩涂料时将其取出并调色以进行再利用，
其中，当在该循环系统中涂布两种或多种涂料颜色不同的水性涂料时，按照以所述水性涂料所含颜料的搭配一致性为基础的分类来分组收集所述喷逸涂料，分离并浓缩以供储存。
4、权利要求3的水性涂料的再利用方法，其中浓缩涂料用计算机配色装置调色以供再利用。
5、权利要求3的水性涂料的再利用方法，其还包括：当要涂布两种或多种属于不同组的、其颜色由一种换为另一种的水性涂料时，停止涂布先前涂布过的水性涂料，用得自该水性涂料所属组的滤液清洗涂布橱，随后更换为属于另一组的水性涂料以开始涂布。
6、权利要求3的水性涂料的再利用方法，其中浓缩涂料被暂时储存在浓缩涂料浴中，直到用该浓缩涂料对与其同属一组的水性涂料进行调色为止。
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